《軌道交通車輛新技術》課件 6-2-1探究可變軌距技術

變革軌道：跨時代的交通技術可變軌距技術01可變軌距技術的概述02可變軌距技術的發(fā)展現(xiàn)狀CONTENTS03地面變軌裝置04自動軌距轉(zhuǎn)換安全保障關鍵技術可變軌距技術的概述全球軌距分布米軌（1000毫米）占據(jù)世界鐵路的8%，是鐵路軌道的一種制式。米軌占比窄軌鐵路標準軌距寬軌窄軌鐵路（1067㎜）占據(jù)世界的7%，是一種比標準軌距更窄的鐵路制式。標準軌（1435毫米）占據(jù)世界鐵路的59%，是應用最廣泛的軌距標準。寬軌（大于1435毫米，6種軌距）占據(jù)世界鐵路的22%，是軌距較寬的鐵路制式。軌距間互聯(lián)互通的方式直接換乘更換轉(zhuǎn)向架和輪對采用第三線可變軌距列車人員下車，貨物卸車，效率很低，特別是貨物運輸。在原軌道上多修一條軌，加入地面設備成本，需特殊信號機和道岔轉(zhuǎn)轍機設備。把車輛架起來，更換不同軌距的轉(zhuǎn)向架和輪對，技術含量低，實現(xiàn)效率較快?？勺冘壘噢D(zhuǎn)向架和配套的地面變軌裝置，技術含量高，省時便捷，實現(xiàn)跨軌距不停車自動快速通行?？勺冘壘嗉夹g的發(fā)展現(xiàn)狀日本鐵路概況日本鐵路以新干線為代表的1435mm準軌與以JR既有線為代表的1067mm窄軌兩大軌距。都營新宿線都營新宿線上采用1372mm窄軌，比中國線路情況復雜，因此日本較早啟動可變軌距技術研究?？勺冘壘噢D(zhuǎn)向架研究日本可變軌距轉(zhuǎn)向架的研究使動力轉(zhuǎn)向架具有實現(xiàn)可變軌距的可能性。日本日本可變軌距轉(zhuǎn)向架研究方向日本可變軌距轉(zhuǎn)向架研究分兩大方向，一是車輪與牽引電動機一體化的獨立車輪旋轉(zhuǎn)方式轉(zhuǎn)向架；二是采用平行萬向軸驅(qū)動裝置的左右車輪整體旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)向架?？勺冘壘嘬嚰夹g研究日本研究了三代可變軌距車技術，第一代實驗車輛從1999年到2006年間，陸續(xù)在西日本與九州的區(qū)域間路線實驗運行。可變軌距車技術第二代第二代軌距可變列車試驗車以大型化以及高速安定為目標，2009年12月24日，在日本九州新干線川內(nèi)車站至新水俁車站間，軌距可變列車試驗車達成了時速270公里的速度試驗。日本可變軌距車技術第三代第三代軌距可變列車試驗車預定在2022年九州新干線長崎線通車時使用。日本存在的問題日本可變軌距技術存在的問題包括轉(zhuǎn)向架重量過大、成本過高，軌距改變機構(gòu)結(jié)構(gòu)復雜，可靠性不能滿足實用商業(yè)運行的需要。西班牙研究可變軌距技術：最早開始研究可變軌距技術的是歐洲的西班牙，擁有最成熟的可變軌距技術，并由兩大廠家生產(chǎn)可變軌距技術產(chǎn)品。掌握專利技術：西班牙主要兩個廠家生產(chǎn)可變軌距技術產(chǎn)品，Talgo-RD和CAFBRAVA，兩大廠家技術成熟，控制著可變軌距的大量專利技術。CAF轉(zhuǎn)向架產(chǎn)品：CAF是一家主要生產(chǎn)轉(zhuǎn)向架的公司，其轉(zhuǎn)向架產(chǎn)品可以和車體結(jié)合，為鐵路車輛提供穩(wěn)定的支撐和導向。Talgo可變軌距列車：Talgo是西班牙一家最早的可變軌距列車生產(chǎn)廠家，可追溯到1969年，并生產(chǎn)制造應用在低溫環(huán)境下的俄羅斯鐵路和應用在風沙特殊環(huán)境的哈拉曼高鐵的車輛。Talgo可變軌轉(zhuǎn)向架設計要點：Talgo可變軌轉(zhuǎn)向架設計的幾個要點包括輪對不共軸、獨立旋轉(zhuǎn)，變軌器帶有自動鎖定輪對/解鎖裝置，變軌器一端寬一端窄，分別對應兩種目標軌距，輪對被強行擠到目標軌距。0102030405中國啟動時速400公里可變軌距高速列車研究中國于2016年10月啟動了時速400公里可變軌距高速列車研究，旨在滿足“一帶一路”沿線國家跨國聯(lián)運需求，實現(xiàn)不同軌距鐵路上運營，為“一帶一路”沿線國家的互聯(lián)互通提供技術支撐。下線時速400km/h可變軌高速動車組2020年10月21日，中國成功下線了時速400km/h的可變軌高速動車組，實現(xiàn)了轉(zhuǎn)向架地面自動變軌距，使列車能夠自由馳騁在不同軌距的鐵路線上。變軌距轉(zhuǎn)向架地面變軌裝置中車四方所研發(fā)了“變軌距轉(zhuǎn)向架地面變軌裝置”，是其中重難點關鍵裝備。中車四方所歷時近2年，從零開始，迎難而上，打破國外技術封鎖，先后攻克多項關鍵技術。地面變軌裝置地面變換裝置基本結(jié)構(gòu)可變軌距技術的地面裝備和轉(zhuǎn)換基本原理類似，地面變換裝置基本可分成準軌引路、軌距變換部、窄軌引路三部分。地面變換裝置組成當列車經(jīng)過時，軸箱支承軌會承受列車的重量，數(shù)百個輥子組成的軸箱支承軌能夠確保列車平穩(wěn)行駛。軸箱支承軌作用通過解鎖導軌打開軸箱鎖銷，車輪處于可以左右移動的狀態(tài)，導向軌將車輪橫向推到指定的位置后鎖銷鎖緊。鎖銷打開與關閉完成轉(zhuǎn)向架軌距變化后，車輪重新接觸鐵軌，列車就可以繼續(xù)在鄰國的土地上馳騁，節(jié)省了數(shù)個小時的等待時間。轉(zhuǎn)向架軌距變化轉(zhuǎn)換原理與關鍵技術鎖銷鎖緊與行駛當導向軌將車輪橫向推到指定位置后，鎖銷鎖緊，轉(zhuǎn)向架軌距變化完成，車輪重新接觸鐵軌，列車繼續(xù)行駛。地面變軌裝置作用地面變軌裝置是一種特殊軌道，安裝在兩種不同軌距鐵軌的銜接處，用于支撐列車重量并實現(xiàn)軌距變換。軸箱支承軌支撐當列車經(jīng)過時，地面變軌裝置將列車重量轉(zhuǎn)移到軸箱支承軌上，使車輪懸空，為后續(xù)的軌距變換做準備。導向軌橫向推車地面變軌裝置的導向軌將車輪橫向推到指定的位置，確保車輪處于可以左右移動的狀態(tài)，為后續(xù)的鎖銷鎖緊做準備。全自動完成軌距的轉(zhuǎn)換地面變軌裝置是一種特殊軌道，安裝在兩種不同軌距鐵軌的銜接處，用于支撐列車重量并實現(xiàn)軌距變換。地面變軌裝置功能當導向軌將車輪橫向推到指定位置后，鎖銷鎖緊，轉(zhuǎn)向架軌距變化完成，車輪重新接觸鐵軌，列車繼續(xù)行駛。鎖銷鎖緊與行駛當列車經(jīng)過時，地面變軌裝置將列車重量轉(zhuǎn)移到軸箱支承軌上，使車輪懸空，為后續(xù)的軌距變換做準備。軸箱支承軌支撐地面變軌裝置的導向軌將車輪橫向推到指定的位置，確保車輪處于可以左右移動的狀態(tài)，為后續(xù)的鎖銷鎖緊做準備。導向軌橫向推車自動軌距轉(zhuǎn)換安全保障關鍵技術橫向?qū)χ屑夹g控制列車在變軌裝置上走直線，使3m寬的列車行進中左右偏差僅0.5mm。軌距控制技術精確控制軌距變換到指定數(shù)據(jù)，偏差小于0.5mm。垂向承載無沖擊轉(zhuǎn)換技術使500個獨立輥子的平順度控制在0.1mm內(nèi)，乘客無顛簸感覺。位移控制技術——毫米級的精準控制變軌動態(tài)橫向應力監(jiān)測技術0.001s內(nèi)客觀判斷變軌是否卡滯，及時預警。輪對內(nèi)側(cè)距在線智能監(jiān)測技術實時反饋變軌動態(tài)，判斷變軌的準確性。智能實時監(jiān)測技術——不遺毫發(fā)的智能實時監(jiān)測能夠承載近70噸的整車重量（單輛），同時還要通過勻速滾動控制列車前行。水杯大小的輥子體現(xiàn)了輥子的高強度和軸箱支承軌的承載能力，節(jié)約了大量的人力物力。小體格大力氣高強度軸箱支承軌——力拔千鈞的承載力裝置全程動態(tài)自動變軌，24h運用，無人值守，節(jié)約了大量的人力物力。全程動態(tài)自動變軌可實現(xiàn)雙向平順通過，避免重復投資，進一步提高了裝置的實用性和便捷性。雙向平順通過全程自動變軌裝置——自動智能的便捷性設備機械電氣系統(tǒng)均采用-50℃耐低溫設計，有良好的耐候性，軌道積雪時，還可自動加熱融冰雪。耐低溫設計使設備在低溫環(huán)境下也能正常運行，融冰雪功能則確保了設備在積雪軌道上的安全性和有效性。地面裝備耐低溫設計——時刻保障使用安全融冰雪功能